长江科学院农业水利研究所组织召开中央级公益性科研院所基本科研业务费二类项目技术咨询会

按照长江科学院"关于加强基本科研业务费二类项目进展交流的通知"要求,2020年1月18日,农业水利研究所组织召开了中央级公益性科研院所基本科研业务费项目"南方灌区农业节水控肥减排关键技术与示范"技术咨询会,会议邀请武汉大学水利水电学院崔远来教授、云南省水利水电勘测设计研究院顾世祥副总工程师.

长江科学院派员参加长江水利委员会农村饮水安全暗访调研工作总结会

2019年4月9日,长江水利委员会水政与安全监督局(以下简称长江委监督局)组织召开了农村饮水安全暗访调研工作总结座谈会,会议由监督局局长田淳主持,农村水利局、水文局、长江科学院、长江勘测设计研究院、澧水流域水利水电开发有限责任公司等单位的暗访调研相关人员共计20余人参加了此次会议。长江科学院(以下简称长科院)科研计划处张细兵副处长、农业水利研究所副所长李亚龙及饮水安全室副主任罗文兵参加了会议。

长江经济带农业用水量与农业经济发展脱钩关系

阐明长江经济带农业用水量和农业经济发展之间的脱钩关系,对提高水资源利用效率,落实节水优先具有重要意义。基于2003~2021年长江经济带相关统计数据,运用Tapio脱钩模型,在揭示2003~2021年长江经济带水资源量时空演变特征的基础上,对长江经济带11个省(市)的农业用水量与农业经济发展的脱钩关系进行了实证分析。研究结果表明:总体上来看,长江经济带农业用水量供应充足,但受水资源空间分布不均的影响,农业用水供需存在空间上的不均衡现象;长江经济带11个省(市)农业用水效益存在明显差异,总体农业用水量与农业经济发展之间一直处于脱钩状态,并且长期处于比较理想的弱脱钩状态或强脱钩状态;在大多数时段内,各省份农业用水量与农业经济发展之间也处于比较理想的弱脱钩状态或强脱钩状态。研究成果可为长江经济带农业水资源高效利用及其相关政策制定提供参考。

长江流域农田水利改革主要做法及存在的问题

为了全面了解近年来长江流域农田水利改革发展现状及存在问题,推动流域农田水利改革,加快流域农业现代化进程,选取湖北、湖南、四川、江西、江苏、贵州、云南等省份,对各省及省内相关地区农田水利改革主要做法进行了抽样调查。通过查阅文献、现场调研、统计分析等方式对各地农田水利改革现状、存在的问题进行了研究,对各省在农田水利改革组织发动机制、农田水利工程建设前期工作、农田水利工程运行管理、农业水价改革、农田水利改革资金筹措等方面的主要做法进行了介绍,探讨了各省在农田水利改革尤其是农业水价改革、改革资金筹措等方面的创新模式。同时,指出了当前长江流域农田水利改革存在的问题,分析了原因,并给出了相关的对策建议。对典型做法的总结及创新模式的探讨将给长江流域农田水利深化改革提供借鉴和参考。

基于面板模型的农业信息化对产业结构的影响

智慧农业发展背景下,农业信息化是农业发展的重要动力,研究农业信息化对农业产业结构升级的影响作用,对推动农业结构调整、促进农业产业结构升级具有现实意义。以中国省际面板数据为基础,引入农业信息化发展水平的二次项,探究其与农业产业结构升级之间的非线性关系,进一步采用面板平滑回归模型分析农业信息化与农业产业结构升级之间的门槛效应。结果表明:农业信息化发展水平对农业产业结构升级呈现“倒U型”影响,且“倒U型”的拐点为门槛值;结合我国农业发展实际情况,研究发现农业信息化水平的提升,将促进农业产业结构升级的发展,但随着农业信息化水平的逐步上升,该推动作用将会边际递减。

湖北漳河灌区中稻气象产量变化特征及预测模型

准确的气象产量是正确评估气象条件对粮食产量影响的前提。为了探究湖北漳河灌区单季稻气象产量的时间序列变化规律,尝试通过三点滑动平均法、HP滤波法和一次指数平滑法、二次指数平滑法4种方法将漳河灌区1975—2020年的水稻单产数据分离为水稻趋势产量及气象产量,通过相关分析筛选水稻8个生育阶段的主要气象因子,然后与分离的气象产量构建水稻预测模型。结果表明:4种分割方法均能较好地反映气象产量序列与湖北省生产力发展水平的区域一致性特点,多年平均气象产量占总产量的比例约为3.39%,但2008年以后其占比达到10.1%。相关分析识别出抽穗开花期最低气温、拔节孕穗期最高气温、分蘖后期平均气温、返青期最低气温、乳熟期蒸发量和育苗最低气温是影响气象产量的主要因子,该模型在率定期(1976—2014年)和验证期(2015—2020年)的相对误差均在5%以内,模型的决定系数R 2为0.994。预测模型有助于研究未来气候变化下的区域水稻产量的变化。

土壤矿物驱动的反硝化研究进展

氮肥的大量施用虽然极大地推动了粮食的增产,但也引发了一系列生态环境问题。氮素在农田土壤中的转化规律长期受到研究人员的关注。本文介绍了农田土壤中除有机质以外的多种可以为反硝化提供电子的土壤矿物,如亚铁[Fe(Ⅱ)]和亚锰[Mn(Ⅱ)]的反硝化过程研究进展,探讨了可能影响土壤矿物驱动反硝化反应规律的因素。通过梳理发现,传统研究主要是在纯相条件下对Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)驱动反硝化过程进行研究。近年来愈来愈多的证据表明,在农田土壤这种复杂的介质中,Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)也可以为反硝化提供电子。然而,土壤矿物驱动的反硝化在农田土壤反硝化过程中的作用存在不确定性,其内在机理以及对农田土壤氮循环和温室气体排放的作用机制尚不明确。本文指出土壤矿物驱动的反硝化在农田土壤中的影响因素、作用机制以及该过程与有机质驱动的异养反硝化的相互关系是未来的研究方向。

长江流域灌区现代化建设与发展对策

分析了长江流域灌区发展现状、存在问题以及进行灌区现代化建设的必要性,阐述了灌区现代化内涵,并针对长江流域灌区的特点,探讨了长江流域灌区现代化建设的主要内容。结合长江流域灌区实际情况,提出了评价指标和灌区现代化发展对策。

京津冀地区旱涝空间特征及其对农业用水的影响

京津冀地区地处海河流域,其干旱及水资源短缺状况对农业用水十分不利。基于京津冀地区24个气象站点1950-2013年逐月降水、气温数据,应用标准化降水蒸散指数(SPEI)定量描述京津冀地区的干湿状况,利用反距离加权平均法(IDW)进行空间插值,分析京津冀地区旱涝的空间分布特征。根据研究区历年农业用水数据,分析了京津冀地区农业用水变化特征及旱涝事件对农业用水的影响,并提出了相应的对策与建议。

基于农业水价综合改革的灌区终端水价测算及分析

为了了解灌区不同用水户终端水价形成机制,为农业水价改革提供参考,于2016-2017年选取江西省赣抚平原灌区进行了成本、现行水价及用水户承受能力调研,生态用水作为灌区用水户之一纳入了调研。根据调研结果,将灌区用水户分为农业用水户、非农用水户、生态用水户三类,并分别测算了灌区三类用水户终端水价,分析了计入生态用水后大型灌区各类终端水价变化的原因,最后根据用水户承受能力提出了江西省可执行参考水价范围,为江西省灌区农业水价改革提供了参考。

长江流域灌溉效率指标分析

利用长江流域第一次全国水利普查和流域大中型灌区调研成果,分析了流域中型以上灌区灌溉面积、灌溉水利用系数、灌溉水分生产率和节水灌溉率等效率指标的时空分布特征及变异规律。结果表明:长江流域有效灌溉面积占灌区设计灌溉面积的76%,有效灌溉面积较大的省份主要集中在长江中下游地区;灌溉水利用系数呈现出上游<中游<下游的趋势,西藏最低、上海最高;近十年长江流域节水灌溉面积和节水灌溉率增速超全国平均水平,节水灌溉率与缺水程度和经济发展水平相关;灌溉水分生产率呈上升趋势,但种植结构调整空间不足。研究结果将为流域规模化高效节水布局和节水灌溉技术推广示范提供参考。

长江流域高效节水灌溉发展现状、存在问题及对策

大力发展高效节水灌溉,是践行新时期"节水优先"治水方针的必然要求,同时也是实施"乡村振兴战略"的重要水利支撑。概述了长江流域高效节水灌溉的发展现状及取得的成效,分析了长江流域高效节水灌溉发展过程中存在的主要问题,并从管理体制、运行机制和政策保障等方面提出长江流域发展高效节水灌溉的措施建议,为促进长江流域高效节水灌溉工作的有效开展提供支撑。

长江世业洲汊道河势控制工程河工模型试验研究

20世纪90年代以来,受长江上中游来水来沙条件影响,下游镇扬河段的世业洲左汊发展、右汊萎缩速度明显加快。鉴于主跨润扬大桥所在右汊演变对下游六圩弯道与和畅洲汊道的稳定带来的不利影响,需要及时采取河势控制措施,以稳定现有河势。通过对该汊道的河势分析和河工模型试验,为其治理实施方案的制定提供了技术支撑。结果表明,在世业洲左汊下游修建潜坝工程,能够有效减小左汊分流比,对世业洲汊道河势有利。

降雨条件下凋落物层的水力特性研究

凋落物层水力特性能够显著影响坡地产流过程。选取不同凋落物组合(5 cm落叶层+5 cm分解层、10 cm落叶层),雨型(递增、递减和均匀)以及两种坡度(15°、20°),采用人工模拟降雨试验,对凋落物渗漏水和侧向径流水量进行分析。结果表明:①降雨强度越大,凋落物渗漏达到稳定所需时间越少,稳定渗漏率越大。②相同雨型及坡度条件下,平均渗漏率表现为5 cm落叶层+5 cm分解层>10 cm落叶层,侧向径流率表现为5 cm落叶层+5 cm分解层<10 cm落叶层。③与均匀雨型相比,5 cm落叶层+5 cm分解层递增雨型和递减雨型处理平均渗漏率减少了10.8%~36.4%,平均侧向产流率增加了14.3%~19.0%。各雨型基本表现为均匀雨型平均渗漏率最大且平均侧向产流率最小,递增和递减雨型处理没有显著性差异。④相同凋落物组合和雨型条件下,与15°相比,20°处理凋落物平均渗漏率减小了4.3%~35.9%(P<0.05),侧向径流率增大了6.0%~20.3%(P<0.05)。

滇中受水区农业节水潜力估算与分析

为了最大力度地发挥滇中受水区农业节水潜力,实现农业可持续发展,拟对滇中受水区农业节水潜力进行估算分析。以2017年为现状基准年,2030年为规划水平年,基于滇中地区气象站、实地调研等数据资料,拟定5个节水发展情景,利用水利部推荐的农业节水潜力计算方法计算各情景下的农业节水潜力,并进行区域粮食安全与节水投资效益分析。结果表明:滇中受水区在规划水平年2030年灌溉水利用系数平均水平达到0.69,节水灌溉率达80%,高效节水灌溉率达30%;在现状年基础上,根据各受水小区实际种植结构,将水稻种植面积在-10%~3%的范围内调整时,在保障区域粮食安全的基础上,可实现18782万m^(3)的农业节水目标。

关于加快长江流域农村水电绿色发展的思考

长江流域水能资源丰富,农村小水电较多且分布广。近年来,随着我国生态文明建设和绿色发展的持续推进,生态环境保护已成为长江经济带发展的重要内容。但过快、过度、无序的小水电开发严重影响到了生态环境,已成为长江流域生态环境保护面临的主要问题之一。为此,开展了专项研究工作,通过对长江流域主要省市小水电绿色发展现状进行梳理和分析研究,找出了发展过程当中所面临的问题,并从加强规划指导、规范工程建设管理、开展科学运行管理以及创新管理体制机制等几个方面对小水电绿色发展进行了探讨,同时提出了关于加强长江流域农村水电绿色发展长效机制的建议。

基于LMDI的滇中受水区农业用水量变化影响因素分析

为探讨滇中受水区农业用水量变化的主要影响因素,加强区域粮食生产安全与水资源的可持续利用。基于kaya恒等式,采用对数平均迪氏指数法(LMDI)建立了农业用水恒等式,将农业用水量影响效应划分为粮食作物种植面积效应、高耗水作物种植比例效应、综合灌溉定额效应和农业人口效应,并将滇中受水区划分为6个受水片区,对其2008-2018年总体及逐年的农业用水量变化分别进行了因素分解与计算分析。滇中受水区及各受水片区农业用水量变化呈下降趋势,促进其变化趋势的正向效应即主要因素是高耗水作物种植比例与综合灌溉定额。可以通过合理规划种植结构来调整高耗水作物种植比例及综合灌溉定额,进而加强滇中受水区农业水资源的可持续利用。

长江流域高效节水灌溉的现状、制约因素与对策建议

发展高效节水灌溉技术,改善农业基础设施,提高农业灌溉水利用效率,已是践行新时期"节水优先"治水方针的必然要求,同时也是转变经济发展方式的根本需要。综述了长江流域高效节水灌溉的现状,分析了长江流域高效节水灌溉发展的制约因素,提出了提高认识、加大投入、开展体制机制改革和进行灌溉精细化试验研究等对策建议,以期推进长江流域高效节水灌溉的发展。

基于DEA和Malmquist指数的农业水资源利用效率分析——以滇中受水区为例

为了最大力度地发挥滇中受水区农业水资源利用效率,实现农业可持续发展,选取滇中受水区主要农作物产量为产出指标,农业用水量、综合灌溉定额、粮食作物种植面积、农业人口为投入指标。以2008年、2018年为截面数据进行静态数据包络计算分析,以2008-2018年数据为序列进行Malmquist动态分析。静态分析结果表明,滇中受水区整体及各受水片区农业水资源利用效率均DEA无效,且近年来呈下降趋势。动态分析结果表明,农业水资源利用效率TFP指数均未超过1,均值为0.9116,且11年来呈衰减趋势。技术作为主导农业水资源利用效率的重要因素,很大程度上直接决定了全要素生产率的变化节奏,加大节水建设力度,配合合理资源配置才是提升农业水资源利用效率的关键。

滇中受水区农业水资源承载力评价研究

为摸清滇中受水区农业水资源的开发利用程度,支撑滇中引水二期工程水资源优化配置,在分析滇中受水区农业用水特征及影响因素的基础上,构建了农业水资源承载力评价指标,利用模糊综合评价法对滇中引水工程受水区35个县(区、市)2012~2015年的农业水资源承载力进行了研究。研究结果表明:①受水区的整体农业水资源承载力偏低,农业水资源开发潜力较小,其中,10个县(区、市)的承载力处于过饱和状态,14个县(区、市)的承载力处于饱和状态,7个县(区、市)的承载力处于有一定承载力的状态。②整个受水区综合评分均未超过0.5,说明农业水资源开发利用潜力不大,应在尽快建设滇中引水二期工程的同时,大力推广节水技术与节水措施,实现由耗水型农业向节水型农业的转变,确保区域农业绿色可持续发展。